Στον τομέα των δομημένων κτιρίων από χάλυβα -, τα πλαίσια πύλης και οι κατασκευές πλαισίου είναι δύο κοινά δομικά συστήματα, το καθένα με τη μοναδική του δύναμη - που φέρει λογική και εφαρμόσιμα σενάρια. Η βαθιά κατανόηση αυτών των χαρακτηριστικών έχει μεγάλη σημασία για την ορθολογική επιλογή του δομικού συστήματος του κτιρίου και τη διασφάλιση της ασφάλειας και της λειτουργικότητας του κτιρίου.
Δομή πλαισίου πύλης
(I) Δύναμη - που φέρει Λογική
Κάθετη μεταφορά φορτίουΌταν υποβάλλεται σε κατακόρυφα φορτία (όπως βάρος οροφής -, φορτίο χιονιού κ.λπ.), η δοκός του πλαισίου της πύλης μεταφέρει το φορτίο στη στήλη και, στη συνέχεια, η κολόνα το μεταφέρει στη θεμελίωση. Η δοκός του πλαισίου της πύλης σχεδιάζεται γενικά ως ένα καμπτικό μέλος και αντιστέκεται στη ροπή κάμψης που δημιουργείται από το κατακόρυφο φορτίο μέσω της ικανότητας κάμψης του. Δεδομένου ότι η δοκός και η κολόνα είναι άκαμπτα συνδεδεμένα, υπό την επίδραση κατακόρυφων φορτίων, θα εμφανιστεί μια αρνητική ροπή κάμψης στο άκρο της δοκού, η οποία μειώνει σχετικά τη ροπή κάμψης μεσαίου - ανοίγματος της δοκού, κάνοντας έτσι πιο αποτελεσματική χρήση των μηχανικών ιδιοτήτων του υλικού.
Οριζόντια αντίσταση φορτίουΓια οριζόντια φορτία (όπως φορτίο ανέμου, σεισμική δράση κ.λπ.), το πλαίσιο της πύλης βασίζεται κυρίως στην πλευρική ακαμψία της στήλης για να αντέχει. Κάτω από τη δράση οριζόντιων δυνάμεων, η κολόνα, σαν πρόβολος δοκός, μεταφέρει την οριζόντια δύναμη στη θεμελίωση. Η άκαμπτη σύνδεση στην άρθρωση στήλης δοκού - μπορεί να περιορίσει τη σχετική περιστροφή της δοκού και της κολόνας, επιτρέποντας σε ολόκληρη τη δομή να λειτουργεί συντονισμένα για να αντισταθεί στην οριζόντια δύναμη. Υπό τη δράση του φορτίου ανέμου, η προσήνεμη στήλη φέρει πίεση και η υπήνεμη στήλη φέρει τάση. Η δομική ισορροπία διατηρείται μέσω της αξονικής δύναμης του υποστυλώματος και της οριζόντιας διατμητικής δύναμης της δοκού. Υπό τη δράση σεισμικών δυνάμεων, η πλευρική μετατόπιση της κατασκευής θα προκαλέσει την καμπτική παραμόρφωση της δοκού και του υποστυλώματος και την περιστροφή των αρμών. Το πλαίσιο της πύλης διαχέει τη σεισμική ενέργεια μέσω του μηχανισμού διαρροής ολκιμότητας και ενέργειας - της κατασκευής για να εξασφαλίσει τη δομική σταθερότητα.
(II) Ισχύοντα όρια
Εύρος εμβέλειαςΗ δομή του πλαισίου της πύλης είναι κατάλληλη για κτίρια με μεσαίο άνοιγμα -. Γενικά, το άνοιγμα είναι συνήθως μεταξύ 9 - 36 μέτρων. Μέσα σε αυτό το εύρος εύρους, το πλαίσιο της πύλης μπορεί να δώσει πλήρη απόδοση στα πλεονεκτήματα της δομικής απόδοσης και είναι σχετικά οικονομικό. Για παράδειγμα, οι κοινές βιομηχανικές εγκαταστάσεις, τα κτίρια αποθήκευσης κ.λπ., έχουν συχνά ανοίγματα εντός αυτού του εύρους. Μέσω λογικής σχεδίασης διατομής - και κατασκευής αρμών, το πλαίσιο της πύλης μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις χώρου αυτών των κτιρίων.
Όριο ύψουςΣυνήθως, το ύψος του πλαισίου της πύλης είναι πιο κατάλληλο μεταξύ 6 - 12 μέτρων. Το υπερβολικό ύψος θα αυξήσει το υπολογιζόμενο μήκος της στήλης, με αποτέλεσμα εμφανή προβλήματα σταθερότητας της στήλης. Είναι απαραίτητο να αυξηθεί το μέγεθος διατομής - της στήλης ή να υιοθετηθούν άλλα μέτρα ενίσχυσης, αυξάνοντας έτσι το κόστος. Για ορισμένα κτίρια με υψηλότερες απαιτήσεις χώρου αλλά εξακολουθούν να βρίσκονται εντός του κατάλληλου εύρους ύψους, όπως ορισμένες ελαφριές βιομηχανικές εγκαταστάσεις - και αποθήκες υλικοτεχνικής υποστήριξης, η δομή του πλαισίου της πύλης είναι η καταλληλότερη επιλογή.
Χαρακτηριστικά ΦορτίουΕίναι κατάλληλο για κτίρια με σχετικά μικρά φορτία στέγης και φορτία γερανού. Λόγω της σχετικά περιορισμένης πλευρικής ακαμψίας της δομής του πλαισίου της πύλης, για υπερβολικά μεγάλα φορτία γερανού ή σχετικά μεγάλα φορτία όπως οριζόντιες σεισμικές ενέργειες, μπορεί να απαιτούνται ειδικά σχέδια ή άλλα δομικά συστήματα. Ωστόσο, για γενικές βιομηχανικές εγκαταστάσεις χωρίς γερανούς ή με γερανούς μικρής χωρητικότητας -, καθώς και για αποθηκευτικά και εμπορικά κτίρια με απαιτήσεις χαμηλού φορτίου, το πλαίσιο πύλης μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις ρουλεμάν δύναμης - και ταυτόχρονα έχει καλή οικονομία.
Δομή πλαισίου
(I) Δύναμη - που φέρει Λογική
Κάθετη μεταφορά φορτίουΣε μια δομή πλαισίου, τα κατακόρυφα φορτία μεταφέρονται από την πλάκα δαπέδου στη δοκό, και στη συνέχεια η δοκός μεταφέρει το φορτίο στην κολόνα και τέλος η κολώνα το μεταφέρει στη θεμελίωση. Τόσο η δοκός όσο και η κολόνα είναι τα κύρια φέροντα μέλη του φορτίου -, τα οποία φέρουν από κοινού τη ροπή κάμψης, τη δύναμη διάτμησης και την αξονική δύναμη που δημιουργείται από το κατακόρυφο φορτίο. Διαφορετικά από το πλαίσιο της πύλης, υπό τη δράση κατακόρυφων φορτίων, η εσωτερική κατανομή δύναμης της δοκού και του υποστυλώματος στη δομή του πλαισίου είναι πιο περίπλοκη και είναι απαραίτητος ο ακριβής υπολογισμός των εσωτερικών δυνάμεων κάθε μέλους μέσω μεθόδων δομικής μηχανικής.
Οριζόντια αντίσταση φορτίουΓια οριζόντια φορτία, η δομή του πλαισίου αντέχει μέσω του συστήματος χωρικού πλαισίου που αποτελείται από δοκούς και υποστυλώματα. Κάτω από τη δράση οριζόντιων δυνάμεων, τόσο η δοκός όσο και η κολόνα θα δημιουργήσουν καμπτικές και αξονικές παραμορφώσεις. Η συνολική δομή λειτουργεί σε συντονισμό μέσω της άκαμπτης σύνδεσης των αρμών της δοκού - του υποστυλώματος για να σχηματίσει ένα σύστημα χωρικής δύναμης - που φέρει. Η πλευρική ακαμψία της δομής του πλαισίου εξαρτάται κυρίως από το μέγεθος διατομής - της δοκού και του υποστυλώματος, τις ιδιότητες του υλικού και τη μορφή διάταξης της κατασκευής. Υπό τη δράση των σεισμικών δυνάμεων, η δομή του πλαισίου διαχέει τη σεισμική ενέργεια μέσω του σχηματισμού πλαστικών μεντεσέδων στη δοκό και την κολόνα και τον μηχανισμό διαρροής ενέργειας - για να εξασφαλίσει τη δομική σταθερότητα κάτω από μεγάλες παραμορφώσεις.
(II) Ισχύοντα όρια
Άνοιγμα και ύψοςΗ δομή του πλαισίου είναι κατάλληλη για κτίρια με μεγαλύτερα ανοίγματα και μεγαλύτερα ύψη. Το εύρος του μπορεί να κυμαίνεται από δεκάδες μέτρα έως αρκετές δεκάδες μέτρα και το ύψος μπορεί επίσης να σχεδιαστεί με ευελιξία σύμφωνα με τις λειτουργικές απαιτήσεις του κτιρίου. Χρησιμοποιείται ευρέως σε κοινά πολυώροφα κτίρια - και ψηλά -. Για παράδειγμα, τα κτίρια γραφείων, τα ξενοδοχεία, τα εμπορικά κέντρα, κ.λπ., στις πόλεις απαιτούν μεγάλους χώρους και ευέλικτες διατάξεις και η δομή του πλαισίου μπορεί κάλλιστα να καλύψει αυτές τις απαιτήσεις. Μέσω της λογικής σχεδίασης της διατομής και της διάταξης της δοκού - σταυροειδούς στήλης -, μπορεί να επιτευχθεί δημιουργία μεγάλου - χώρου και υψηλά ύψη κτιρίου.
Χαρακτηριστικά ΦορτίουΜπορεί να αντέξει μεγάλα κατακόρυφα και οριζόντια φορτία. Λόγω του φέροντος συστήματος χωρικής δύναμης - και της υψηλής δομικής ακεραιότητας της δομής του πλαισίου, έχει καλή απόδοση όταν φέρει μεγάλα φορτία. Για βιομηχανικές εγκαταστάσεις με μεγάλα φορτία γερανών ή κτίρια σε περιοχές με υψηλές εντάσεις σεισμικής οχύρωσης, η δομή του πλαισίου μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις φέρουσας δύναμης - μέσω λογικού σχεδιασμού. Ταυτόχρονα, όταν φέρει οριζόντια φορτία όπως φορτίο ανέμου, η δομή του πλαισίου μπορεί επίσης να εξασφαλίσει την πλευρική της σταθερότητα προσαρμόζοντας τη δομική διάταξη και το μέγεθος του μέλους.
Λειτουργικές ΑπαιτήσειςΕίναι κατάλληλο για κτίρια με υψηλές απαιτήσεις ευελιξίας χωροταξικής διάταξης. Οι εσωτερικοί τοίχοι στη δομή του πλαισίου είναι γενικά φέροντες τοίχοι χωρίς - φορτίο -, οι οποίοι μπορούν να αφαιρεθούν ή να μετακινηθούν με ευελιξία ανάλογα με τις αλλαγές στη λειτουργία χρήσης, διευκολύνοντας την εκ νέου - διαίρεση και ανακαίνιση του εσωτερικού χώρου. Αυτή η ευελιξία κάνει τη δομή του πλαισίου να χρησιμοποιείται ευρέως σε εμπορικά κτίρια, κτίρια γραφείων και ορισμένα κτίρια πολλαπλών - λειτουργιών και μπορεί να καλύψει τις διαφορετικές χωρικές απαιτήσεις διαφορετικών χρηστών.
Συμπερασματικά, υπάρχουν προφανείς διαφορές στη λογική δύναμης - και στα ισχύοντα όρια μεταξύ της δομής πλαισίου πύλης και της δομής πλαισίου. Στον πρακτικό μηχανολογικό σχεδιασμό, παράγοντες όπως οι λειτουργικές απαιτήσεις του κτιρίου, τα χαρακτηριστικά φορτίου, το άνοιγμα και το ύψος πρέπει να λαμβάνονται πλήρως υπόψη για την ορθολογική επιλογή του δομικού συστήματος, ώστε να επιτυγχάνεται η ασφάλεια, η οικονομία και η δυνατότητα εφαρμογής του κτιρίου.